고방열 세라믹 그래뉼용 첨가제 및 바인더 개발

국문 초록 (Abstract)

전자기기의 소형화와 함께 기기 작동 시 발생하는 열을 효과적으로 방출시키기 위한 고열전도성 소재 연구가 활발히 진행되고 있다. Boron nitride(BN)은 높은 열전도도를 갖는 소재로 최근 많은 관심을 받고 있다. 한편, 고열전도성 세라믹소재를 포함한 폴리머 복합체를 제조할 때, 세라믹 분말 크기가 작아질수록 응집이 잘 되므로 균일한 혼합을 위해서 세라믹 분말은 일정 크기의 과립으로 제조되어야 한다. 세라믹 분말을 과립화하기 위해서는 세라믹 분말을 결합할 수 있는 바인더가 필요한데 이때 사용되는 바인더는 세라믹과 같이 높은 열전도도를 가져야 하며, 과립 세라믹 분말 사이의 공극을 채울 수 있어야 한다. 본 연구에서는 BN granule 결합에 도움을 주는 고열전도도를 가지는 바인더를 개발하고 열특성 및 과립의 결합특성을 평가하였다. 고열전도도의 세라믹 필러가 첨가된 silicate 기반의 바인더를 사용하여 BN granule의 결합력을 향상시켰고 세라믹 필러의 비율 조절을 통해 공극을 최소화하여 높은 열전도도를 확보했다. 또한 매트릭스로 사용되는 폴리머 소재와 동일한 소재를 사용하여 진공 와류 함침공정을 수행했고 그 결과, 바인더 혼합 후 용제 제거 시 발생하는 미세 공극을 최소화했다. 이를 통해 BN granule의 열전도 특성이 증가하였고 BN granule과 매트릭스 폴리머 소재 간의 분산도가 증가하는 것을 확인할 수 있었다.